什么是輻射探測(cè)器？

輻射探測(cè)器是利用輻射與物質(zhì)相互作用發(fā)生的物理、化學(xué)反應(yīng)來(lái)間接檢測(cè)和測(cè)量輻射的裝置。

人類無(wú)法用五種感官直接感受到輻射。因此，利用輻射引起的電離和激發(fā)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量。例如，它產(chǎn)生離子、自由電子或熒光等電磁波，然后將其轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)。根據(jù)該電流信號(hào)，輻射劑量會(huì)顯示在儀表上或發(fā)出聲音。

還有許多其他應(yīng)用產(chǎn)品，例如應(yīng)用電子輻射的產(chǎn)品、利用熱產(chǎn)生的產(chǎn)品、將中子材料活化實(shí)用化的產(chǎn)品以及基于切倫科夫光檢測(cè)的檢測(cè)器。

輻射探測(cè)器的應(yīng)用

輻射探測(cè)器常用于放射性凈化場(chǎng)所、庭院、工廠等。輻射有α射線、γ射線、β射線、X射線等不同類型，發(fā)射的劑量也有高有低，因此需要根據(jù)情況仔細(xì)選擇探測(cè)器本身。

通過(guò)測(cè)量空氣劑量率，可以了解有多少輻射在空間中飛行。此外，通過(guò)檢測(cè)物體表面發(fā)出的輻射，可以了解物體是否被污染并識(shí)別污染源。它還用于測(cè)量輻射暴露，例如一個(gè)人暴露于多少輻射。

輻射探測(cè)器原理

檢測(cè)輻射的方法有兩種：一種是利用輻射效應(yīng)電離氣體分子，另一種是利用輻射效應(yīng)激發(fā)主要為固體或液體的物質(zhì)中的電子。

前者稱為氣體探測(cè)器，后者稱為閃爍探測(cè)器。

1. 氣體檢測(cè)儀

在氣體探測(cè)器中，探測(cè)器充滿惰性氣體或空氣等氣體，當(dāng)輻射穿過(guò)氣體時(shí)，分子電離并產(chǎn)生正離子和電子。氣體分子的電離用于測(cè)量輻射量。預(yù)期的探測(cè)器有幾種類型，例如電離室、GM計(jì)數(shù)器和正比計(jì)數(shù)器。

電離室
電離室將正離子和電子吸引到電極，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并進(jìn)行測(cè)量。由于被放射線的能量電離的正離子和電子的數(shù)量變成電信號(hào)，因此獲得與放射線的能量大致成比例的信號(hào)強(qiáng)度。換句話說(shuō)，可以了解輻射的能量。但缺點(diǎn)是由于直接觀察電離，因此靈敏度較低。

GM 計(jì)數(shù)器
在 GM 計(jì)數(shù)器中，像電離室一樣充滿氣體，但通過(guò)在電極之間施加高電壓，電離產(chǎn)生的電子高速移動(dòng)，從而進(jìn)一步電離其他氣體分子。這可確保您獲得強(qiáng)勁的信號(hào)。

結(jié)果，每次電離都會(huì)導(dǎo)致電極之間產(chǎn)生一個(gè)脈沖。雖然可以獲得很強(qiáng)的信號(hào)，但缺點(diǎn)是該信號(hào)是脈沖，因此無(wú)法獲得有關(guān)輻射能量的信息。

在正比計(jì)數(shù)器
充氣檢測(cè)器中，如果適當(dāng)調(diào)節(jié)電極之間施加的電壓，則輻射電離后會(huì)發(fā)生其他氣體分子的電離，從而產(chǎn)生強(qiáng)信號(hào)，并且首先電離的分子數(shù)量也可以獲得。信號(hào)與 成正比。在這些條件下執(zhí)行測(cè)量的類型是正比計(jì)數(shù)器。

2. 閃爍探測(cè)器

閃爍探測(cè)器利用一種稱為“激發(fā)"的現(xiàn)象，其中輻射將能量傳遞給原子核周圍軌道上的電子，導(dǎo)致電子移動(dòng)到外軌道。設(shè)備的一個(gè)示例是閃爍測(cè)量?jī)x。

受輻射激發(fā)后發(fā)光的物質(zhì)稱為閃爍體。用作固體晶體閃爍體的物質(zhì)是碘化鈉（NaI）晶體。當(dāng)輻射被閃爍體吸收時(shí)，原子由于電子激發(fā)而變得不穩(wěn)定，然后恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)，原子以光的形式釋放能量。

這種微弱的光（光子）被光電倍增管放大，并通過(guò)將其轉(zhuǎn)換為電流來(lái)測(cè)量。由于發(fā)射的光子數(shù)量與輻射的能量成正比，因此可以用閃爍探測(cè)器確定輻射的能量。

由于 NaI 晶體具有吸濕性，因此將其密封以防止暴露在空氣中。另一方面，在輻射進(jìn)入的地方設(shè)置有入射窗。入射窗由極薄的低原子序數(shù)金屬制成，例如鈹和鋁，厚度約為100微米。

如何選擇輻射探測(cè)器

選擇輻射探測(cè)器時(shí)，檢查以下項(xiàng)目很重要。

1. 輻射類型

輻射有不同類型，例如α射線、β射線、中子射線、伽馬射線和X射線。輻射探測(cè)器可探測(cè)的輻射類型和預(yù)期靈敏度由其結(jié)構(gòu)和原理決定，因此在選擇探測(cè)器時(shí)了解這些因素非常重要。

2. 顯示值

選擇值時(shí)，請(qǐng)考慮顯示的值（無(wú)論是簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)還是1cm劑量當(dāng)量等）是否適合使用目的。

3.射線可透性

為了檢測(cè)輻射，輻射必須到達(dá)發(fā)生電離的部位（氣體或固體閃爍體），因此了解輻射的透明度可以讓您充滿信心地進(jìn)行操作。例如，NaI 閃爍測(cè)量?jī)x用于測(cè)量伽馬射線和 X 射線。這是因?yàn)槲鼭裥蚤W爍體必須被封閉和密封，從而無(wú)法檢測(cè)到無(wú)法穿透薄金屬窗口的輻射（α和β輻射）。

一些 GM 計(jì)數(shù)器可以測(cè)量 β 射線，而另一些則不能。 β射線測(cè)量可以使用具有大窗口并使用非常薄的云母作為窗口的類型進(jìn)行。貝塔輻射可以穿過(guò)這個(gè)云母窗口。 GM計(jì)數(shù)器可以測(cè)量β射線和伽馬射線，有一個(gè)金屬蓋，但必須取下金屬蓋才能測(cè)量β射線。這是因?yàn)?β 輻射不會(huì)穿過(guò)金屬蓋。

有關(guān)輻射探測(cè)器的其他信息